Question

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太陽能熱水器

太陽能熱水器能利用太陽能把水從低溫加熱到高溫，以滿足人們?nèi)粘Ｉ�活的需要。它具有安全、�?jié)能、環(huán)保等優(yōu)，點。

如圖21所示，太陽能熱水器主要由兩部分構(gòu)成：一部分是由許多根玻璃吸熱管組成的集熱器，每根玻璃吸熱管由雙層玻璃管組成，雙層玻璃管之間是真空。如圖”所示是玻璃吸熱管的工作原理圖，它的結(jié)構(gòu)與保溫瓶的玻璃內(nèi)膽相似，只是在玻璃吸熱管的內(nèi)表面涂了一層黑色的吸熱材料；另一部分是保溫儲水箱，保溫儲水箱下部與玻璃吸熱管相通。

玻璃吸熱管工作原理如圖”所示：當(dāng)太陽光入射到黑色的吸熱層上時，黑色吸熱層能把太陽能更有效地轉(zhuǎn)化為熱能，將管內(nèi)的水加熱。向光一側(cè)的水被加熱后體積增大、密度變小而向上運動；背光一側(cè)的水由于溫度較低、密度較大而向下運動，形成冷熱水循環(huán)，最終整箱水都升高至一定的溫度。玻璃吸熱管具有吸熱保溫作用。

請回答以下問題：

(1)玻璃吸熱管內(nèi)向光一側(cè)的水吸熱后體積增大、密度變小，所受到的浮力_ ___重力。

(2)能否將黑色的吸熱材料涂在玻璃吸熱管的外表面上?簡單說明理由。

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(3)將質(zhì)量為100kg的初溫為20℃的水加熱到60℃，求這些水需要吸收多少熱量?[水的比熱容是4.2×103J/(kg?℃)]

(4)某品牌太陽能熱水器集熱器面積為S=2m2，熱效率為η=40%(即熱水器能將照射到玻璃吸熱管上的太陽能的40%轉(zhuǎn)化為水的熱能)，該地點太陽能輻射到地面的平均功率為P=1.4×103W/m2(即平均每平方米每秒鐘太陽輻射能為1.4×103J)。在第(3)小題中水吸收的熱量由該熱水器提供，求需要加熱多少小時?

Answer 1